航空器材的智能货柜的控制方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明属于航空器材的智能货柜控制，具体涉及一种航空器材的智能货柜的控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、航空器材是制造飞机（包括飞行器）、航空发动机及其附件、仪表及随机设备等所用材料的总称，通常包括金属材料(结构钢、不锈钢、高温合金、有色金属及合金等）、有机高分子材料(橡胶、透明材料、涂料等）和复合材料等；同时，随着物联网的快速发展，在工厂中，为了对各种航空器材进行更精细化的管理，目前大多都是采用智能货柜对航空器材进行存储。

2、但是，在实际应用时，用户只能根据货物的分类、人脸识别或者按压密码来打开传统的智能货柜；其中，人脸识别需要用户事先查阅存储物料的货柜的编号，然后在智能货柜的显示屏上选择货柜，最后再进行人脸识别验证；因此，人们在使用传统的智能货柜的过程中，一般都需要花费不少的时间寻找需要打开的货柜以及输入相应的密码，虽然保证了取货的安全性，但是操作较为繁琐；因此，如何提供一种操作便捷且安全性高的航空器材的智能货柜的控制方法，已成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种航空器材的智能货柜的控制方法、系统、设备及存储介质，用以解决现有技术中的智能货柜在取货时所存在的操作繁琐的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，提供了一种航空器材的智能货柜的控制方法，包括：

4、获取取货语音信息，并从所述取货语音信息中分割出第一语音片段和第二语音片段，其中，所述第一语音片段包含有用户标识信息，且所述第二语音片段包含有取货信息；

5、对所述第一语音片段进行分帧处理，得到多个语音帧信号，并基于各个语音帧信号，构建出各个语音帧信号的自相关函数；

6、利用各个语音帧信号的自相关函数，对各个语音帧信号进行特征提取处理，以得到各个语音帧信号对应的平稳特征；

7、基于各个语音帧信号对应的平稳特征，确定出各个语音帧信号的瞬变特征；

8、依据各个语音帧信号的平稳特征和瞬变特征，得到所述第一语音片段的语音识别特征；

9、基于所述语音识别特征，对取货人员进行身份验证，并判断身份验证是否通过，其中，所述取货人员为所述用户标识信息对应的人员；

10、若是，则从所述第二语音片段中提取出取货信息，其中，所述取货信息包括货物名称；

11、基于所述取货信息中的货物名称，确定出智能货柜中存储有所述取货信息对应航空器材的货柜编号，并打开所述货柜编号对应货柜的门锁，以实现所述智能货柜的取货自动控制。

12、基于上述公开的内容，本发明采用语音识别技术来进行智能货柜的自动取货控制，其具体过程为：先获取取货语音信息，然后从取货语音信息中分割出包含有用户标识信息的第一语音片段以及包含有取货信息的第二语音片段；其中，第一语音片段用于进行取货人员的声纹验证，判定其是否为授权人员；而第二语音片段则是用于确定取货信息，以便后续基于取货信息来控制相应货柜的开启；如此，结合声纹验证和语音分析，即可完成取货的语音控制。

13、在实际应用时，本发明先对第一语音片段进行分帧，并构建出各帧语音信号的自相关函数，然后，再基于此，来提取出各个语音帧信号的平稳特征以及瞬变特征；接着，利用提取出的平稳特征以及瞬变特征，组成第一语音片段的语音识别特征；而后，则可基于语音识别特征，对取货人员进行身份验证，从而根据验证结果来进行货柜的自动控制；其中，当身份验证通过后，则可分析第二语音片段，以从第二语音片段中提取出货物名称；最后，控制系统则可基于货物名称来确定出对应货物的存储货柜，并打开对应货柜的柜门，以便取货人员取出相应的货物。

14、通过上述设计，本发明采用语音识别技术来进行智能货柜的人员身份验证以及自动取货控制，如此，只需要用户在取货时提供简单的语音信息，就能在数量庞大，分类复杂的智能货柜中简单明了的打开所需要的货柜，因此，相比于传统技术，本发明无需用户事先查阅货物所在货柜的编号以及无需输入密码，操作简单便捷，不仅节约了操作者的时间，提高了取货效率，且在取货时验证了人员身份的合法性，保证了取货安全；基于此，本发明非常适用于在智能货柜控制领域的大规模应用与推广。

15、在一个可能的设计中，利用各个语音帧信号的自相关函数，对各个语音帧信号进行特征提取处理，以得到各个语音帧信号对应的平稳特征，包括：

16、对于任一语音帧信号，基于所述任一语音帧信号的自相关函数，确定出所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号；

17、对去噪语音信号进行小波包分解，得到去噪语音信号在各个小波包子频带上的小波系数；

18、从各个小波包子频带中选取若干小波包子频带，并利用选取的若干小波包子频带上的各个小波系数，计算出选取的各个小波包子频带的信号能量；

19、基于选取出的各个小波包子频带的信号能量，计算出所述任一语音帧信号的梅尔频率倒谱系数，以将所述梅尔频率倒谱系数，作为所述任一语音帧信号对应的平稳特征。

20、在一个可能的设计中，基于所述任一语音帧信号的自相关函数，确定出所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号，包括：

21、对于所述任一语音帧信号，获取位于所述任一语音帧信号之前的q个语音帧信号的自相关函数，以及位于所述任一语音帧信号之后的q个语音帧信号的自相关函数，其中，q为正整数；

22、基于所述任一语音帧信号的自相关函数，以及位于所述任一语音帧信号之前和之后的各个语音帧信号的自相关函数，确定出所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号。

23、在一个可能的设计中，基于各个语音帧信号，构建出各个语音帧信号的自相关函数，包括：

24、对于任一语音帧信号，按照如下公式（1），构建出所述任一语音帧信号的自相关函数；

25、（1）

26、上述公式（1）中，表示所述任一语音帧信号的自相关函数，表示所述任一语音帧信号，表示所述任一语音帧信号的长度，j为常数，且；

27、相应的，基于所述任一语音帧信号的自相关函数，以及位于所述任一语音帧信号之前和之后的各个语音帧信号的自相关函数，确定出所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号，则包括：

28、按照如下公式（2），确定出所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号；

29、（2）

30、上述公式（2）中，表示所述任一语音帧信号对应的去噪语音信号，表示获取的位于所述任一语音帧信号之前的语音帧信号的个数，其中，当n小于0时，表示位于所述任一语音帧信号之前的第n个语音帧信号的自相关函数，当n大于0时，表示位于所述任一语音帧信号之后的第n个语音帧信号的自相关函数。

31、在一个可能的设计中，利用选取的若干小波包子频带上的各个小波系数，计算出选取的各个小波包子频带的信号能量，包括：

32、对于选取出的若干小波包子频带中的任一小波包子频带，基于所述任一小波包子频带上的各个小波包系数，并按照如下公式（3），计算出所述任一小波包子频带的信号能量；

33、（3）

34、上述公式（3）中，表示所述任一小波包子频带的信号能量，表示所述任一小波包子频带上的第p个小波系数，表示所述任一小波包子频带上的小波系数的总数；

35、相应的，基于选取出的各个小波包子频带的信号能量，计算出所述任一语音帧信号的梅尔频率倒谱系数，则包括：

36、获取选取出的各个小波包子频带的权重系数；

37、基于各个权重系数以及选取出的各个小波包子频带的信号能量，并按照如下公式（4），计算出所述任一语音帧信号的梅尔频率倒谱系数；

38、（4）

39、上述公式（4）中，表示所述任一语音帧信号的梅尔频率倒谱系数，表示选取出的若干小波包子频带中的第个小波包子频带的信号能量，表示选取出的小波包子频带的总数，表示第个小波包子频带的权重系数，表示梅尔频率倒谱系数对应的提取特征维数。

40、在一个可能的设计中，所述第个小波包子频带的权重系数，采用如下方法得到；

41、基于选取出的各个小波包子频带的信号能量，并按照如下公式（5）或公式（6），计算得到所述第个小波包子频带的权重系数；

42、（5）

43、（6）

44、上述公式（5）和公式（6）中，表示第个小波包子频带的权重系数，表示选取出的若干小波包子频带中的第个小波包子频带的信号能量，表示选取出的若干小波包子频带中的第个小波包子频带的信号能量，表示选取出的小波包子频带的总数；

45、上述公式（6）中，为常数。

46、在一个可能的设计中，依据各个语音帧信号的平稳特征和瞬变特征，得到所述第一语音片段的语音识别特征，包括：

47、利用各个语音帧信号的平稳特征和瞬变特征，组成特征矩阵，并将所述特征矩阵作为所述第一语音片段的语音识别特征，其中，所述特征矩阵中的任一行中的元素表征一个语音帧信号的平稳特征和瞬变特征；

48、相应的，基于所述语音识别特征，对取货人员进行身份验证，包括：

49、获取声纹数据库，其中，所述声纹数据库中存储有授权取货人员的样本语音以及各个样本语音对应的样本特征矩阵；

50、基于所述用户标识信息，从声纹数据库中获取与用户标识信息相匹配的样本特征矩阵；

51、计算出匹配出的样本特征矩阵与所述特征矩阵之间的相关性系数，并基于相关性系数确定出所述第一语音片段与目标语音之间的相似度，其中，所述目标语音为所述样本特征矩阵对应的样本语音，且所述第一语音片段与所述目标语音的内容相同；

52、根据第一语音片段与目标语音之间的相似度，得到所述取货人员的身份验证结果。

53、第二方面，提供了一种航空器材的智能货柜的控制系统，包括：

54、获取单元，用于获取取货语音信息，并从取货语音信息中分割出第一语音片段和第二语音片段，其中，所述第一语音片段包含有用户标识信息，且所述第二语音片段包含有取货信息；

55、信号处理单元，用于对所述第一语音片段进行分帧处理，得到多个语音帧信号，并基于各个语音帧信号，构建出各个语音帧信号的自相关函数；

56、特征提取单元，用于利用各个语音帧信号的自相关函数，对各个语音帧信号进行特征提取处理，以得到各个语音帧信号对应的平稳特征；

57、特征提取单元，用于基于各个语音帧信号对应的平稳特征，确定出各个语音帧信号的瞬变特征；

58、特征提取单元，还用于依据各个语音帧信号的平稳特征和瞬变特征，得到所述第一语音片段的语音识别特征；

59、声纹验证单元，用于基于所述语音识别特征，对取货人员进行身份验证，并判断身份验证是否通过，其中，所述取货人员为所述用户标识信息对应的人员；

60、取货控制单元，用于在声纹验证单元判断为是时，从所述第二语音片段中提取出取货信息，其中，所述取货信息包括货物名称；

61、取货控制单元，还用于基于所述取货信息中的货物名称，确定出智能货柜中存储有所述取货信息对应航空器材的货柜编号，并打开所述货柜编号对应货柜的门锁，以实现所述智能货柜的取货自动控制。

62、第三方面，提供了一种航空器材的智能货柜的控制设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述航空器材的智能货柜的控制方法。

63、第四方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述航空器材的智能货柜的控制方法。

64、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述航空器材的智能货柜的控制方法。

65、有益效果：

66、（1）本发明采用语音识别技术来进行智能货柜的人员身份验证以及自动取货控制，如此，只需要用户在取货时提供简单的语音信息，就能在数量庞大，分类复杂的智能货柜中简单明了的打开所需要的货柜，因此，相比于传统技术，本发明无需用户事先查阅货物所在货柜的编号以及无需输入密码，操作简单便捷，不仅节约了操作者的时间，提高了取货效率，且在取货时验证了人员身份的合法性，保证了取货安全；基于此，本发明非常适用于在智能货柜控制领域的大规模应用与推广。